Steuerung der Natriumformiatdosierung und Anwendungsstellen in der Abwasserbehandlung

Als leicht biologisch abbaubare organische Kohlenstoffquelle wird Natriumformiat häufig bei der biologischen Denitrifikation von Abwasser eingesetzt. Es gibt keinen einheitlichen festen Standard für seine Dosierung, die dynamisch an die Wasserbeschaffenheit, die Behandlungsprozesse und die Einleitungsstandards angepasst werden muss. Die wissenschaftliche Kontrolle der Dosierung ist entscheidend für die Balance zwischen Behandlungseffizienz und Betriebskosten. Eine übermäßige Dosierung kann zu einer Erhöhung des CSB im Ablauf und zu Schlammflockenbildung führen, während eine unzureichende Dosierung die Denitrifikationsanforderungen nicht erfüllt und die Gesamtn Stickstoffentfernungsleistung beeinträchtigt.

Aus der Perspektive der wichtigsten Anwendungsszenarien wird Natriumformiat hauptsächlich zur Denitrifikation in anoxischen Zonen eingesetzt, und seine Dosierung muss auf der Grundlage des Kohlenstoff-Stickstoff-Gleichgewichts berechnet werden. In Belebtschlammsystemen beträgt das optimale Nährstoffverhältnis für Mikroorganismen BOD₅:N:P=100:5:1. Wenn die Kohlenstoffquelle im Abwasser unzureichend ist (BOD₅/TKN < 4), muss Natriumformiat zugeführt werden. In Anlehnung an die Dosierungslogik ähnlicher Kohlenstoffquellen werden etwa 7 g Natriumformiat (umgerechnet auf das entsprechende Kohlenstoffquellenprodukt) benötigt, um 1 g Nitratstickstoff zu entfernen. Dieser Wert muss jedoch an die tatsächliche Wasserqualität angepasst werden.

Die Wasserbeschaffenheit ist der Kernfaktor, der die Dosierung beeinflusst. Bei organischen Abwässern mit geringer Konzentration wird die Dosierung von Natriumformiat normalerweise auf 50-200 mg/L eingestellt, was den Stoffwechselbedarf der Mikroorganismen decken kann. Bei industriellen Abwässern mit hohem Stickstoffgehalt muss die Dosierung auf 300-800 mg/L erhöht werden. Es ist zu beachten, dass Natriumformiat Mikroorganismen hemmt, wenn seine Konzentration 3000 mg/L überschreitet, und die Hemmwirkung mit zunehmender Konzentration zunimmt. Daher ist bei der Behandlung von Abwässern mit hoher Konzentration eine fraktionierte Dosierung erforderlich.

Unterschiede in den Behandlungsprozessen bestimmen direkt die Dosierungsstandards. Bei Mainstream-Denitrifikationsprozessen wie A²/O und SBR sollte Natriumformiat in anoxische Zonen dosiert werden, wo der gelöste Sauerstoff auf ≤0,5 mg/L und die hydraulische Verweilzeit 2-4 Stunden betragen. Die Dosierung muss der hydraulischen Belastung des Prozesses entsprechen. Beispielsweise sollte bei der Behandlung von Natriumhydrosulfitabwasser mit einem Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) die Dosierung in Kombination mit der Schlammbelastung (0,4-1,2 kgCOD/kgMLSS·d) angepasst und Stickstoff- und Phosphornährstoffe zugeführt werden, um das Verhältnis COD:N:P zwischen 100:5:1 und 200:5:1 aufrechtzuerhalten.

Die praktische Steuerung der Dosierung muss dem Prinzip "theoretische Berechnung + Kalibrierung im Kleinversuch" folgen. Zuerst wird eine vorläufige Schätzung anhand von Kohlenstoffquellen-Dosierungsformeln vorgenommen, die auf der Konzentration von Stickstoff, Nitritstickstoff und gelöstem Sauerstoff im Zulauf basieren, und dann wird die optimale Dosierung durch Kleinversuche ermittelt. Während des Betriebs sollten Schlammindikatoren wie SV30 und SVI überwacht werden. Eine lockere Schlammstruktur kann auf eine unausgeglichene Kohlenstoffquellen-Dosierung hinweisen, die eine rechtzeitige Feinabstimmung erfordert. Darüber hinaus kann Natriumformiat durch CO₂-Umwandlung hergestellt werden, und seine Anwendung in der Abwasserbehandlung kann einen Kohlenstoffkreislauf realisieren. Die Dosierung kann in Kombination mit Zielen der kohlenstoffarmen Behandlung optimiert werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Dosierung von Natriumformiat auf der Grundlage von Wasserqualitätsprüfungen und Prozessanpassungen erfolgen muss, wobei der Schwerpunkt auf der Aufrechterhaltung des mikrobiellen Nährstoffgleichgewichts und der Vermeidung von Hemmwirkungen und Ressourcenverschwendung liegt. In der Praxis sollte eine dynamische Anpassung in Kombination mit Daten aus Kleinversuchen und der Betriebsüberwachung erfolgen, um die Denitrifikationsleistung, die Schlammleistung und die Behandlungskosten auszugleichen und so eine normgerechte Einleitung und maximale Vorteile zu erzielen.